可变制冷剂流量空气对空气空调器和空气对空气热泵 季节性性能因素的测试和计算方法以及能量性能绘图方法标准立项发展报告

可变制冷剂流量空气对空气空调器和空气对空气热泵季节性性能因素的测试和计算方法以及能量性能绘图方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Variablerefrigerantflowair-to-airconditionersandair-to-airheatpumps—Testingandcalculatingmethodsforseasonalperformancefactorsandenergyperformancemappingapproach摘要在全球应对气候变化、推动能源结构转型的宏观背景下，暖通空调（HVAC）系统作为建筑能耗的主要组成部分，其能效评价体系的科学性与公正性直接关乎节能减排目标的实现。可变制冷剂流量（VRF）系统凭借其灵活高效的技术特性，在商业及住宅建筑中应用日益广泛。然而，传统基于满负荷工况的能效评价方法难以真实反映VRF系统在部分负荷及复杂气候条件下的实际运行性能。本标准（ISO18107:2026）的立项，旨在建立一套统一的、适用于VRF空气对空气空调器和热泵的季节性性能测试与计算框架。报告详细阐述了该标准的修订背景、核心技术内容，包括季节性性能因素（SPF）的定义、测试工况的选取、计算模型的构建以及创新的能量性能绘图方法。此外，报告特别介绍了标准核心起草单位——日本大金工业株式会社在推动该标准过程中的技术贡献与行业影响力。基于此，报告得出结论：ISO18107:2026的实施将填补VRF系统季节性性能评价领域的国际标准空白，重塑全球热泵产品的能效标尺，促进市场向高能效、高可靠性产品转型，并对全球建筑领域的碳中和进程产生深远影响。关键词可变制冷剂流量；热泵；季节性性能系数；测试方法；能量性能绘图；国际标准；ISO18107Keywords:VariableRefrigerantFlow;HeatPump;SeasonalPerformanceFactor;TestingMethod;EnergyPerformanceMapping;InternationalStandard;ISO18107正文1.标准立项背景与行业需求随着全球对能源效率与环境保护的日益重视，建筑领域的能源消耗与碳排放成为关注焦点。国际能源署（IEA）报告指出，建筑运营约占全球最终能源消耗的30%，其中供暖、通风和空调（HVAC）系统占据了相当大的份额。作为高效节能的代表，可变制冷剂流量（VRF）系统因其灵活的容量调节能力、精准的室内温度控制以及优良的部分负荷性能，在东亚、欧洲、北美及中东等地区获得了快速增长的市场占有率。然而，长期以来，VRF系统的能效评价标准严重滞后于技术创新。传统欧洲标准（如EN14825）和全球范围内的测试方法主要基于单个室内机或特定的满负荷工况，无法准确反映VRF系统在多联机配置、复杂的管道布局、非连续的运行模式以及宽泛的气候条件下的真实季节性能耗表现。例如，一个VRF系统在制冷季的典型运行时间中，仅有不到5%的时间处于满负荷运行，大部分时间均在部分负荷下工作。采用传统全能效比（EER）或性能系数（COP）指标进行评价，往往会导致终端用户在设备选型时产生误导，低估实际运行能耗。为解决这一行业痛点，国际标准化组织（ISO）于2021年正式立项ISO18107，旨在开发一套全面的、针对VRF空气对空气空调器和热泵系统的季节性性能测试与计算方法。该标准的出台，不仅是技术标准的与时俱进，更是对全球绿色建筑认证、设备能效标识制度以及碳交易市场对精确计量需求的直接响应。2.标准主要技术内容与创新ISO18107:2026的核心理念在于将产品性能的评价从“实验室稳态工况”拓展至“实际使用工况”，其内容涵盖了测试台架、测试步骤、计算模型及数据可视化四个层面。2.1季节性性能因素（SPF）测试方法标准定义了两种主要的气候区域模型：温带（如欧洲典型年）和亚热带/热带（如东亚典型年），并据此设定了多个建筑负荷率（BLR）测试点。测试要求在不同室外温度（Tout）和不同部分负荷率（PLR）组合下进行，例如，在低负荷（如25%）和中负荷（如50%）工况下测量实际输入功率与制冷/制热量。该方法克服了传统测试中“负荷线”假设过于简单的弊端，引入了基于实际运行数据的“负荷-温度-效率”三维模型。2.2计算方法标准引入了全新的计算框架：-参考年气象数据加权法：采用特定标准年的逐时气象数据，通过加权平均值计算季节性性能系数。例如，制冷季节性性能因素（SPF_c）和制热季节性性能因素（SPF_h）的计算公式直接关联频率分布曲线下的累积能耗。-修正因子：针对管道长度（RefrigerantPipingLength）、冷凝器回风温度、除霜循环等因素引入修正项。例如，当系统中室内机与室外机之间的等效管道长度超过7.5米或最长/最短回路长度差异较大时，必须通过修正因子对基础SPF值进行校正，以确保评价的公正性。\[SPF_{h}=\frac{\sum_{j}(Q_{h,j})}{\sum_{j}(E_{el,j}+E_{def,j})}\]其中，\(Q_{h,j}\)为第j个单元时间段的制热量，\(E_{el,j}\)为第j个单元时间段的耗电量，\(E_{def,j}\)为除霜过程中的额外功耗。2.3能量性能绘图方法这是本标准最具创新性的部分。传统的能效标签仅提供单一的SEER（季节性能效比）或COP值。ISO18107:2026要求提供“能量性能地图”（EnergyPerformanceMap）。该地图是一个二维或三维可视化图形，横坐标为室外温度，纵坐标为部分负荷率，颜色或等高线表示对应的EER或COP值。通过该地图，设备工程师和终端用户可以直观地了解该产品在不同气候条件和不同运行负荷下的实际性能表现。例如，一片深绿色区域表明该设备在特定温度区间和低负荷工况下具有极高的能效，而黄色或红色区域则意味着在该工况下效率下降。这一工具极大地提升了能效信息的透明度和可用性，为系统优化设计与运行管理提供了数据依据。3.标准修订的参与机构与核心贡献3.1标准制定主体本标准由国际标准化组织（ISO）发布，其具体技术工作由ISO/TC86（制冷与空调技术委员会）下的SC6（空调与热泵分技术委员会）负责。全球主要行业协会，如美国空调、供暖及制冷协会（AHRI）、日本冷冻空调工业协会（JRAIA）以及欧洲建筑设备协会（Eurovent）均全程参与了标准草案的制定与评审工作。3.2核心起草单位：日本大金工业株式会社在ISO18107的起草与推进过程中，日本大金工业株式会社（DaikinIndustries,Ltd.）发挥了至关重要的核心作用。作为全球VRF技术的发明者和市场领导者，大金公司不仅提供了关键的基础技术数据，还主导了标准技术框架的构建。技术贡献：-数据支撑与实验室验证：大金公司在日本滋贺工厂和比利时奥斯坦德欧洲开发中心拥有全球最先进的VRF测试实验室。其为标准提供了超过20年、覆盖全球30个主要城市气候条件的实际运行数据库。通过将实际运行数据反馈给ISO工作组，大金帮助确立了用于计算SPF的典型年气象文件格式及权重系数。-核心算法与模型开发：大金公司提出的“基于能量守恒的多联机构型修正算法”被纳入标准附录。该算法能精确计算不同容量组合（如连接3台、5台、8台室内机）下的系统效率衰减。此外，大金开发的“负荷-温度响应模型”构成了“能量性能绘图方法”的基础算法模型，使得最终的绘制结果能够准确反映变水温、变风量等运行策略下的系统行为。-推动测试方法的通用性：大金公司协调了AHRI1230（美国标准）与EN14825（欧洲标准）之间的技术分歧。例如，在除霜性能测试方面，大金提出了“三段式除霜周期”的界定准则（即制冷剂压力下降阶段、实际除霜阶段、并再次稳定阶段），统一了此前欧标与美标中关于除霜功耗计量时长的争议，最终成为ISO标准的依据。机构背景与行业地位：大金工业成立于1924年，总部位于日本大阪，是全球最大的商用空调和VRF系统制造商。其核心技术在于变频器技术、压缩机油平衡技术以及热回收串联系统技术。大金在全球设有超过300家子公司，拥有庞大的研发投入。正是基于其深厚的技术积淀，大金在ISO标准制定中不仅代表日本国家利益，更凭借其技术优势，成为了影响全球VRF能效规则走向的关键力量。4.标准实施的意义与影响ISO18107:2026的实施将产生多方位的积极影响：-对制造商：将倒逼企业从单纯追求“峰值能效”转型为追求“全工况最优”。那些在低负荷和恶劣工况下性能衰减小的产品将更具竞争力。标准要求的高精度测试和绘图能力也将淘汰一批研发基础薄弱的企业，加速行业洗牌。-对工程设计与咨询行业：设计师可以利用“能量性能地图”进行精准的建筑物能耗模拟，优化设计方案。例如，在需要长时间处于低负荷运行的建筑（如酒店、医院）或极端气候地区（如严寒地区），可以优先选择在该工况下SPF值高的产品。-对用户与终端市场：终端消费者将获得更加透明、可比的产品信息。能效标签上不再只有一个模糊的数字，而是一张反映产品在不同天气和设定条件下的“能力图”，这将极大地方便用户的理性选择。-政策层面：将为各国制定能效标识制度（如中国能效标识、美国能源之星、欧盟能效标签）提供更新的技术依据，推动全球热泵节能政策的相互认可和协同提升。结论综上所述，ISO18107:2026《可变制冷剂流量空气对空气空调器和空气对空气热泵季节性性能因素的测试和计算方法以及能量性能绘图方法》标准，是对传统HVAC能效评价方法的重大革新。它不仅解决了VRF系统长期以来缺乏统一季节性性能评价依据的行业难题，更通过引入“能量性能绘图”这一创新工具，将能效信息从抽象的数据转化为直观的决策依据。该标准的成功发布，凝聚了全球多个国家、国际标准化组织及行业领先企业的智慧与努力，特别是日本